Wikipedia:Richtlinien Chemie/Reaktionsgleichungen

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Konventionen für Artikel im Bereich der Chemie – Reaktionsgleichungen

Diese Seite soll Richtlinien für den Gebrauch und die Formatierung von Reaktionsgleichungen in Chemie-Artikeln bieten.

Allgemeine Hinweise und chemiebezogene Richtlinien finden sich unter Wikipedia:Richtlinien Chemie.

Für weitere Fragen steht die Redaktion Chemie zur Verfügung.

Reaktionsgleichungen sind bevorzugt in TeX zu formatieren. In der Wikipedia ist dies möglich, indem man den zu formatierenden Bereich mit <math>...</math> einrahmt. Ausführliche Hilfe zur Benutzung von TeX gibt es hier.

Einfache Formeln und Reaktionsgleichungen können auch mit <chem>...</chem> geschreiben werden. Mit „einfach“ werden hier Formeln und Gleichungen bezeichnet, die keine besonderen Formatierungen wie z. B. Kursivschrift oder aufrecht beschriftete Reaktionspfeile benötigen. Sie können mit der Bearbeitungsumgebung VisualEditor in den Seitentext eingefügt und bearbeitet werden; eine Beschreibung dazu findet sich unter Hilfe:TeX/VisualEditor/Chemische Formeln.

Formatierung

Chemische Formeln sind einzurücken. Dadurch heben sie sich vom Fließtext ab und sie stehen auch ohne doppelten Absatz in einer neuen Zeile. Die stöchiometrischen Koeffizienten (die Zahlen, die die Stoffverhältnisse angeben) sind von der jeweiligen Summenformel durch einen einfachen \ zu trennen. Bei Bedarf kann die Reaktionsgleichung ausformuliert werden. Der jeweilige Text wird ebenfalls eingerückt und klein (<small>...</small>) unter die jeweilige Formel geschrieben. Wenn hilfreich und noch nicht anderweitig verlinkt, können auch Wikilinks verwendet werden. Mit mathsf anstatt mathrm wird eine serifenlose Schriftart verwendet.

Code <syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{C_6H_{12}O_6 + 6 \ O_2 \longrightarrow 6 \ CO_2 + 6 \ H_2O}</math></syntaxhighlight> <syntaxhighlight lang="html">Glucose reagiert mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasser.</syntaxhighlight>

So siehts im Artikel aus: <math>\mathrm{C_6H_{12}O_6 + 6 \ O_2 \longrightarrow 6 \ CO_2 + 6 \ H_2O}</math>; Glucose reagiert mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasser.

Zur Darstellung von Elementen mit Ordnungs- und Massezahl gibt es folgende Möglichkeiten: ¹⁵₇N, <math>{}^{15}_{7}N</math>, <math>\mathsf{{}^{15}_{7}N}</math>, <math>\bf{\mathsf{{}^{15}_{7}}}</math>N

Bindungen und Bindestriche mit math

Für chemische Bindungen werden im Math-Modus der einfache Bindestrich, für Doppelbindungen das Gleichheitszeichen und für Dreifachbindungen \equiv eingesetzt. Um Leerräume neben den Bindungen zu vermeiden, werden die Zeichen in geschweifte Klammern gesetzt: {-}, {=} bzw {\equiv}.

<syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{CH_3{-}COOH + CH_3{-}OH \longrightarrow CH_3{-}C({=}O){-}O{-}CH_3 + H_2O}</math></syntaxhighlight>

<math>\mathrm{CH_3{-}COOH + CH_3{-}OH \longrightarrow CH_3{-}C({=}O){-}O{-}CH_3 + H_2O}</math>

Bei Text in den Reaktionsgleichungen müssen Bindestriche per \text{-} gesetzt werden.

<syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{Acetyl\text{-}CoA + H_2O \longrightarrow CH_3COO^- + CoA\text{-}SH}</math></syntaxhighlight>

<math>\mathrm{Acetyl\text{-}CoA + H_2O \longrightarrow CH_3COO^- + CoA\text{-}SH}</math>

Lange Gleichungen

Lange Gleichungen sollten aufgeteilt werden, so dass eine Möglichkeit für einen Zeilenumbruch gegeben ist. Am zweckmäßigsten geschieht dies nach dem Reaktionspfeil.

<syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{C_6H_{12}O_6 + 6 \ O_2 \longrightarrow}</math> <math>\mathrm{6 \ CO_2 + 6 \ H_2O}</math></syntaxhighlight>

<math>\mathrm{C_6H_{12}O_6 + 6 \ O_2 \longrightarrow}</math> <math>\mathrm{6 \ CO_2 + 6 \ H_2O}</math>

Manchmal führt diese Aufteilung dazu, dass ein Teil der Reaktionsgleichung vom TeX-Parser nicht in ein Bild, sondern in HTML konvertiert wird. Um die Konvertierung in ein Bild zu erzwingen, kann man ans Ende der Gleichung ein Leerzeichen einfügen.

… + 6 \ H_2O \ }</math>

Erweiterte Formatierung mit math

Reaktionsbedingungen werden zunächst über den Reaktionspfeil geschrieben, erst wenn mehr Angaben gemacht werden, wird auch der Raum unterhalb des Pfeiles genutzt; Wärmezufuhr oder Wärmeabgabe sollten stets mit ΔH > 0 oder ΔH < 0 bezeichnet werden.

Reaktion

<syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{AB + C \longrightarrow AC + B}</math></syntaxhighlight>

<math>\mathrm{AB + C \longrightarrow AC + B}</math>

Gleichgewicht

In Gleichgewichtsreaktionen soll stets der Gleichgewichtspfeil <syntaxhighlight lang="LaTeX">\rightleftharpoons</syntaxhighlight> verwendet werden.

<syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{AB + C \ \rightleftharpoons \ AC + B}</math></syntaxhighlight>

<math>\mathrm{AB + C \ \rightleftharpoons \ AC + B}</math>

Eine Beschriftung

<syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{AB + C \ \xrightarrow{\Delta T} \ A + BC}</math></syntaxhighlight>

<math>\mathrm{AB + C \ \xrightarrow{\Delta T} \ A + BC}</math>

Zwei Beschriftungen

<syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{AB + C \ \xrightarrow[Kat]{\Delta T} \ A + BC}</math></syntaxhighlight>

<math>\mathrm{AB + C \ \xrightarrow[Kat]{\Delta T} \ A + BC}</math>

<syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{AB \ \xrightarrow[-A]{+C} \ BC}</math></syntaxhighlight>

<math>\mathrm{AB \ \xrightarrow[-A]{+C} \ BC}</math>

Reaktion mit Wärmefreisetzung (exotherme Reaktion)

<syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{AB + C \ \xrightarrow{\bigtriangledown} \ A + BC}</math></syntaxhighlight>

<math>\mathrm{AB + C \ \xrightarrow{\bigtriangledown} \ A + BC}</math>

Reaktion mit Wärmezufuhr (endotherme Reaktion)

<syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{AB + C \ \xrightarrow{\triangle} \ A + BC}</math></syntaxhighlight>

<math>\mathrm{AB + C \ \xrightarrow{\triangle} \ A + BC}</math>

Reaktion bei 450 °C

<syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{AB + C \ \xrightarrow{450\, {}^{\circ}C} \ A + BC}</math></syntaxhighlight>

<math>\mathrm{AB + C \ \xrightarrow{450\, {}^{\circ}C} \ A + BC}</math>

Reaktion mit gasförmigem Produkt

<syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{AB + C \longrightarrow A + BC \uparrow}</math></syntaxhighlight>

<math>\mathrm{AB + C \longrightarrow \ A + BC \uparrow}</math>

Reaktion mit Fällungsprodukt

<syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{AB + C \longrightarrow A + BC \downarrow}</math></syntaxhighlight>

<math>\mathrm{AB + C \longrightarrow \ A + BC \downarrow}</math>

Ionengleichungen

<syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{HPO_4^{\,2-}+ H_2O \rightleftharpoons}</math> <math>\mathrm{H_3O^+ + PO_4^{\,3-}}</math></syntaxhighlight>

<math>\mathrm{HPO_4^{\,2-}+ H_2O \rightleftharpoons}</math> <math>\mathrm{H_3O^+ + PO_4^{\,3-}}</math>

<syntaxhighlight lang="LaTeX"><math>\mathrm{HPO_{4(aq)}^{\,2-}+ H_2O_{(l)} \rightleftharpoons}</math> <math>\mathrm{H_3O^+_{(aq)} + PO_{4(aq)}^{\,3-}, \ K_{s3} = 4{,}7 \cdot 10^{-13}}</math></syntaxhighlight>

<math>\mathrm{HPO_{4(aq)}^{\,2-}+ H_2O_{(l)} \rightleftharpoons}</math> <math>\mathrm{H_3O^+_{(aq)} + PO_{4(aq)}^{\,3-}, \ K_{s3} = 4{,}7 \cdot 10^{-13}}</math>

Strukturformeln

<syntaxhighlight lang="LaTeX"> <math title="1,2-Wittig-Umlagerung">\mathrm{ R'{-}\!\!\!\!\overset{\displaystyle H \atop \vert }{\underset{ \vert \atop \displaystyle \ \ R}{C}}\!\!\!\!{-}O{-}R + {\color{Gray}{R{-}Li}} \ \longrightarrow \ }</math><math title="1,2-Wittig-Umlagerung">\mathrm{ R'{-}\!\!\!\!\overset{\displaystyle R \atop \vert }{\underset{ \vert \atop \displaystyle \ \ R}{C}}\!\!\!\!{-}O{-}Li + {\color{Gray}{R{-}H}} \ \xrightarrow{\displaystyle H^+} \ }</math><math title="1,2-Wittig-Umlagerung">\mathrm{ R'{-}\!\!\!\!\overset{\displaystyle R \atop \vert }{\underset{ \vert \atop \displaystyle \ \ R}{C}}\!\!\!\!{-}O{-}H }</math></syntaxhighlight>

<math title="1,2-Wittig-Umlagerung">\mathrm{

R'{-}\!\!\!\!\overset{\displaystyle H \atop \vert }{\underset{ \vert \atop \displaystyle \ \ R}{C}}\!\!\!\!{-}O{-}R + {\color{Gray}{R{-}Li}} \ \longrightarrow \ }</math><math title="1,2-Wittig-Umlagerung">\mathrm{ R'{-}\!\!\!\!\overset{\displaystyle R \atop \vert }{\underset{ \vert \atop \displaystyle \ \ R}{C}}\!\!\!\!{-}O{-}Li + {\color{Gray}{R{-}H}} \ \xrightarrow{\displaystyle H^+} \ }</math><math title="1,2-Wittig-Umlagerung">\mathrm{ R'{-}\!\!\!\!\overset{\displaystyle R \atop \vert }{\underset{ \vert \atop \displaystyle \ \ R}{C}}\!\!\!\!{-}O{-}H }</math>

Formeln und Reaktionsgleichungen mit chem

Um einfache chemische Formeln und Reaktionsgleichungen zu schreiben, kann das <chem>-Tag verwendet werden. Dazu wird die Formel oder die Reaktionsgleichung zwischen <chem> und </chem> eingeschlossen.

Beispiele


Quelltext mit chem	Ergebnis
`<chem>H2O</chem>`	<chem>H2O</chem>
`<chem>NH3</chem>`	<chem>NH3</chem>
`<chem>2 H2 + O2 -> 2 H2O</chem>`	<chem>2 H2 + O2 -> 2 H2O</chem>
`<chem>H2 + I2 <=> 2 HI</chem>`	<chem>H2 + I2 <=> 2 HI</chem>
`<chem>Ag+ + Cl- -> AgCl v</chem>`	<chem>Ag+ + Cl- -> AgCl v</chem>

<chem> ist in vielen Fällen vorteilhaft im Vergleich zur Darstellung mit TeX: Zahlen, die lückenlos einem Text hintangefügt sind, werden automatisch tiefer gestellt angezeigt, so dass die in Formeln gewünschte Tiefstellung nicht explizit angegeben werden muss.

Vergleich von <chem> und <math> bei Formeln und Reaktionsgleichungen

Beispiele


Quelltext mit chem	Ergebnis mit chem	Ergebnis mit math	Quelltext mit math
`<chem>H2O</chem>`	<chem>H2O</chem>	<math>\mathrm{H_2O}</math>	`<math>\mathrm{H_2O}</math>`
`<chem>NH3</chem>`	<chem>NH3</chem>	<math>\mathrm{NH_3}</math>	`<math>\mathrm{NH_3}</math>`
`<chem>NH4+</chem>`	<chem>NH4+</chem>	<math>\mathrm{NH_4^+}</math>	`<math>\mathrm{NH_4^+}</math>`
`<chem>2 H2 + O2 -> 2 H2O</chem>`	<chem>2 H2 + O2 -> 2 H2O</chem>	<math>\mathrm{2 \ H_2 + O_2 \longrightarrow 2 \ H_2O}</math>	`<math>\mathrm{2 \ H_2 + O_2 \longrightarrow 2 \ H_2O}</math>`
`<chem>H2 + I2 <=> 2 HI</chem>`	<chem>H2 + I2 <=> 2 HI</chem>	<math>\mathrm{H_2 + I_2 \rightleftharpoons 2 \ HI}</math>	`<math>\mathrm{H_2 + I_2 \rightleftharpoons 2 \ HI}</math>`
`<chem>Ag+ + Cl- -> AgCl v</chem>`	<chem>Ag+ + Cl- -> AgCl v</chem>	<math>\mathrm{Ag^+ + Cl^- \longrightarrow AgCl\!\downarrow}</math>	`<math>\mathrm{Ag^+ + Cl^- \longrightarrow AgCl\!\downarrow}</math>`
(nicht empfohlen)		<math>\mathrm{SO_3 \xrightarrow{+ H_2O} H_2SO_4}</math>	`<math>\mathrm{SO_3 \xrightarrow{+ H_2O} H_2SO_4}</math>`

Vergleich

In den Beispielen der Tabelle oben ist der Quelltext mit <chem> meist deutlich kürzer als der mit <math>. Das ist bei einfachen Formeln immer der Fall, da bei <chem> aufrechte Schrift der Standard ist, während bei <math> dies explizit mit \mathrm angefordert werden muss. Außerdem entfällt in einfachen Fällen bei <chem> die Notwendigkeit, Tiefstellungen und die Hochstellung eines einzelnen Plus- (+) oder Minuszeichens (−) explizit anzugeben.

Das Schriftbild kann sich geringfügig unterscheiden: Verhältniszahlen in Formeln, z. B. die 3 in <chem>NH3</chem>, sind bei <chem> etwas tiefer gesetzt als bei <math>. In <math> werden die Zahlen nur so tief gesetzt, wenn in der Formel auch ein hochgestelltes Zeichen auftritt, wie z. B. das Pluszeichen in <chem>NH4+</chem>.

Reaktionspfeile


Quelltext mit chem	Ergebnis	Kommentar
`<chem>H2 + O2 -> H2O</chem>`	<chem>H2 + O2 -> H2O</chem>	Reaktion nach rechts, hier: H₂-Verbrennung
`<chem>H2 + O2 <- H2O</chem>`	<chem>H2 + O2 <- H2O</chem>	Reaktion nach links, Reaktionsumkehr, hier z. B. Elektrolyse
`<chem>H2 + 3 N2 <=> 2 NH3</chem>`	<chem>N2 + 3 H2 <=> 2 NH3</chem>	Gleichgewichtsreaktion, hier Ammoniaksynthese
`<chem>H2 + 3 N2 <=>> 2 NH3</chem>`	<chem>N2 + 3 H2 <=>> 2 NH3</chem>	Gleichgewicht nach rechts verschoben, hier durch Druck
`<chem>H2 + 3 N2 <<=> 2 NH3</chem>`	<chem>N2 + 3 H2 <<=> 2 NH3</chem>	Gleichgewicht nach links verschoben, hier durch Temperaturerniedrigung

Veraltetes ce-Tag

Der frühere <ce>...</ce>-Code ist der Vorgänger des heutigen <chem>-Tags. Er ist veraltet und sollte nicht mehr verwendet werden.

math chem für umfassende Funktionalität

<math>-Sonderzeichen oder -Formatierungsangaben können mit <chem> zu Schwierigkeiten führen. Möchte man die bequeme Formatierung von Formeln, wie <chem> sie bietet, mit dem Funktionsumfang von <math> kombinieren, kann man das <math chem>-Tag benutzen, das wie <math> mit </math> abgeschlossen wird. Die chemischen Formeln, d.h. der aufrecht zu setzende Text, werden dabei jeweils in eine Klammer \ce{…} eingeschlossen. Beispiele:

<math chem>\ce{2 H+ + 2 e- <=> H2} \qquad E^\circ = 0 \text{ V}</math>

:<math chem>\ce{2 H+ + 2 e- <=> H2} \qquad E^\circ = 0 \text{ V}</math>

<math chem>\ce{H2C=CH2} + {\color{red}{\ce{Br-Br}}} \longrightarrow {\color{red}\ce{Br -}}\ce{CH2-CH2}{\color{red}\ce{-Br}}</math>

<math chem>\ce{H2C=CH2} + {\color{red}{\ce{Br2}}} \longrightarrow {\color{red}\ce{Br -}}\ce{CH2-CH2}{\color{red}\ce{-Br}}</math>

<chem>X</chem> ist eine Abkürzung von <math chem>\ce{X}</math>. <math chem> kann beispielsweise genutzt werden:

um <math>-Sonderzeichen zu verwenden, wie <math> \flat \natural \sharp \diagup \diagdown \backslash \bigstar \aleph \beth \gimel \infty \star \dagger \partial</math> (<math> \flat \natural \sharp \diagup \diagdown \backslash \bigstar \aleph \beth \gimel \infty \star \dagger \partial</math>)
um die Formatierungsanweisungen \quad oder \qquad für Zwischenräume zu gebrauchen.

Aufrecht beschriftete Reaktionspfeile

Beschriftungen von Reaktionspfeilen werden innerhalb von <chem>…</chem> standardmäßig kursiv dargestellt. Wenn die Beschriftung von Reaktionspfeilen aufrecht (= nicht kursiv) erfolgen soll, kann das entweder mit <math>…</math> dargestellt werden oder mit <math chem>…</math>: Mit <math>:

<math>\mathrm{Hg^{2+} \xrightarrow{+I^-} HgI_2 \xrightarrow{+I^-} [Hg^{II}I_4]^{2-}}</math>

<math>\mathrm{Hg^{2+} \xrightarrow{+I^-} HgI_2 \xrightarrow{+I^-} [Hg^{II}I_4]^{2-}}</math>

Mit <math chem>:

<math chem>\ce{Hg^2+} \xrightarrow{\ce{+I-}} \ce{HgI2} \xrightarrow{\ce{+I-}} \ce{[Hg^{II}I_4]^2-}</math>

<math chem>\ce{Hg^2+} \xrightarrow{\ce{+I-}} \ce{HgI2} \xrightarrow{\ce{+I-}} \ce{[Hg^{II}I_4]^2-}</math>

Kursiver Text

Standardmäßig wird der Text innerhalb von <chem>…</chem> aufrecht dargestellt, was für Elementsymbole auch gewünscht ist. Benötigt man kursiven Text, so kann <math chem>…</math> verwendet werden.

<math chem>tert\text{-}\ce{Bu-OH}</math>

ergibt

<math chem>tert\text{-}\ce{Bu-OH}</math>,

<math chem>\ce{C(CH3)3+ + H2O ->} \ tert\text{-}\ce{Bu-OH + H+}</math>

ergibt

<math chem>\ce{C(CH3)3+ + H2O ->} \ tert\text{-}\ce{Bu-OH + H+}</math>.

Was nicht funktioniert oder zu Problemen führt

Beschrifteter Gleichgewichtspfeil mit <math>

Gleichgewichtspfeil mit Variablen oben und unten (phab:T22902 (Bugzilla:20902) Feature Request: chemarr package):

<syntaxhighlight lang="LaTeX" style="margin-left:2em"><math>\xrightleftharpoons{oben}{unten}</math></syntaxhighlight>

Für das chem-Tag nicht oder wenig geeignete Fälle

Immer wenn die Darstellung mit <chem> zu Problemen führt wird die Verwendung von TeX, d.h. die <math>-Syntax, oder von <math chem> empfohlen.

Kommazahlen

Bei der Darstellung von Dezimalzahlen mit Nachkommastellen können mit <chem>…</chem> große, unschöne Abstände zum Komma entstehen. Um dies zu umgehen, können stattdessen Brüche verwendet werden, beispielsweise <chem>1/2 O2</chem> für <chem>1/2 O2</chem>. Die Formel <math>\mathrm{0{,}5 \ O_2}</math> mit korrekten Abständen erhält man mit <math>\mathrm{0{,}5 \ O_2}</math>.